Галактики вокруг нас: итоги дальнего пути

Сильченко О.К.ГАИШ МГУ

Типы галактик по Хабблу

Морфологическая смесь вблизи нас

• APM -- E:S0:(Sp+Irr)=0.13 : 0.20 : 0.67• Зависимость от плотности окружения:

галактики поздних типов преобладают в разреженном окружении (“поле”), в близких скоплениях 50%-60% S0 и 20%-30% E-галактик

Эллиптические галактики

• Разделение на 2 класса – яркие и слабые (граница по MB=-20.5)

• Яркие: ящикообразные изофоты, слабое вращение, анизотропное распределение дисперсии скоростей;

• Слабые: изотропные сфероиды, поддерживаются вращением, внутренние (погруженные) диски.

Эллиптические галактики

-Корреляция масса-металличностьНаблюдательные проявленияBU-Vg

- Зависимость Фабер-Джексон:L~4

- Соотношение Корменди:Re~Ie

-0.8

-Фундаментальная плоскость

Re~1.4 Ie-0.8

Эллиптические галактики: Фундаментальная плоскость сначала

Djorgovski & Davis 1987

Эллиптические галактики: Фундаментальная плоскость сегодня (SDSS)

Bernardi et al. 2003

Эллиптические галактики: Фундаментальная плоскость

Bender et al. 1992

Эллиптические галактики: Фундаментальная плоскость

Bender et al. 1992

Изолированные эллиптические галактики: Фундаментальная плоскость

Reda et al. 2005

Изолированные эллиптические галактики: соотношение цвет-светимость

Reda et al. 2005

Эллиптические галактики: переобогащение звезд магнием в 2-3

раза

Lee & Worthey 2005

Worthey et al. 1992

Близкие эллиптические галактики в разном окружении: металличность и

возраст versus масса

Howell 2005

Эллиптические галактики: медленное вращение

Kormendy & Kennicutt 2003

Спиральные галактики

• Экспоненциальные диски• Плоские кривые вращения; вращение

быстрое, осесимметричное (дисковое), как правило, согласуется с соделью максимального диска

• Соотношение Талли-Фишера:LB~Vrot

2.7, LK~Vrot4

Профили поверхностной яркости

• Закон Серсика: (r)=0+bn(r/re)1/n,

где bn=0.8682n-0.1405

-Закон де Вокулера: n=4-Экспоненциальные диски: n=1- Балджи: n 1 от 4, максимум на 2,

корреляция со светимостью

Профили поверхностной яркости: примеры

Graham 2001

Профили поверхностной яркости: корреляции

Graham 2001

Профили поверхностной яркости: корреляции

Graham 2001

Спиральные галактики: соотношение Tully-Fisher

Tully 2000

Спиральные галактики: соотношение Tully-Fisher

Tully 2000Pierce & Tully 1992

Спиральные галактики: соотношение Tully-Fisher

Tully 2000

Химическая эволюция спиральных и неправильных галактик

Химическая эволюция спиральных и неправильных галактик

• Простая (замкнутая) модель химической эволюции: Z=y ln(1/)

Секулярная эволюция

Kormendy & Kennicutt 2004

Механизмы динамической эволюции

• Внутренние неустойчивости холодных звездных дисков (“секулярная эволюция”)

• Внешние приливные взаимодействия• “Большие мержеры” –

бездиссипативные и диссипативные• “Малые мержеры”

Эллиптические галактики: происхождение “большим мержером”

• Большой мержер: 2 звездных диска с отношением масс 1:1

• Большой мержер: 2 звездных диска с отношением масс 1:3

Асимметрия LOSVD

Коэффициент h3 коррелирует со скоростью

Коэффициент h3 антикоррелирует со скоростью

Формирование эллиптических галактик: но кинематика требует диссипации и образования околоядерных

дисков

Naab & Burkert, 2001

Происхождение линзовидных галактик

Происхождение и эволюция линзовидных галактик в скоплениях

Fasano et al., 2000

Средний возраст звезд в ядрах близких линзовидных галактик

Sil’chenko 2006

Секулярная эволюция спиральных галактик с барами: ядерные кольца SF

Коллекция HST

Секулярная эволюция спиральных галактик с барами: пример M100

Allard et al. 2006

Эффективность звездообразования в центральных кольцах очень высока• Kormendy & Kennicutt (2004):-В кольцах эффективность SFR 10%-50%

за 108 лет и характерное время сжигания газа 0.2-1 млрд лет

-В глобальных дисках спиральных галактик средняя эффективность звездообразования 5% за 108 лет и среднее характерное время сжигания газа 2 млрд лет

Эффективность звездообразования в центральных кольцах очень высока:

НО: существует и много звездных ядер=скоплений

Boker et al. (2002), HST: звездные ядра есть у 75% галактик поздних типов

Carollo et al. (2002), HST: звездные ядра есть у

- 30% S0-Sa- 59% Sab-Sb- 77% Sbc-Sm

Статистика ядерных звездных скоплений: возраст вспышек звездообразования

Sarzi et al. 2005

Статистика ядерных звездных скоплений: масса и возраст ядра vs масса балджа

Rossa et al. 2006

Короткое резюме: каков продукт эволюции галактик к моменту z=0

• Есть вириальные структурные соотношения: фундаментальная плоскость для сфероидов и соотношение TF для дисков;

• Есть зависимость темпов эволюции звездного населения от массы галактики (“down-sizing”): корреляции масса-возраст, масса-металличность, масса-отношение магния к железу;

• Есть зависимость темпов эволюции от окружения;• Существует разнообразие ядерных структур

(звездные компактные диски, компактные звездные сверхскопления, газово/пылевые кольца и спирали…) – вероятных продуктов секулярной эволюции